矿用双网络凝胶防灭火特性研究

针对单网络凝胶防灭火材料存在交联强度低、机械性能差、结构容易被破坏等问题,引入2种相互作用来构筑双重物理交联网络结构,制备了全物理交联Al^(3+)-CMC/MMT-PAM双网络防灭火凝胶;通过对不同配比下凝胶的成胶时间测试,选出适合煤自燃火灾防治的凝胶配比,胶凝时间需控制在4~7 min;采用程序升温氧化实验、热分析(TG-DSC)、堵漏风性能测试、扫描电镜等对凝胶的阻化性能进行研究。结果表明:经凝胶处理的煤样失重率整体降低,总放热值明显下降,活化能提高,加大了煤自燃难度;经凝胶处理后,CO、CO_(2)释放量减少,阻化率与温度变化总体上呈负相关,交叉点温度均有所提高;胶凝过程可控,可在5 min内较好的充填碎煤空隙。

结冷胶与聚乙二醇丙烯酸酯双网络凝胶的制备及生物相容性评价

针对结冷胶脆性较大的问题,将聚乙二醇丙烯酸酯(PEGDA)引入结冷胶,通过紫外交联制备了结冷胶/PEGDA双网络凝胶,并对单组分凝胶和双网络凝胶的溶胀性能、微观形貌、拉伸力学性能、动态压缩性能和流变性能等进行比较.结果表明,双网络凝胶在类生理环境中具有较小的溶胀率和较好的尺寸稳定性,PEGDA的引入能够大幅度提高结冷胶的韧性,双网络凝胶的拉断伸长率可达340%,断裂能达1.01×103J/m2,与天然关节软骨相当.将成纤维细胞种植在凝胶内部进行体外三维立体培养,结果显示,细胞在凝胶内部生存状态良好,双网络凝胶的细胞负载率高于单网络结冷胶,说明该体系在生物医用领域具有良好的应用前景.

全物理交联Al^(3+)-CMC/MMT-PAM双网络凝胶的制备及性能

为防治煤自燃,以羧甲基纤维素钠(CMC)和聚丙烯酰胺(PAM)为原料,钠基蒙脱土(Na-MMT)和柠檬酸铝(Alcit)为辅料,引入两种相互作用来构筑双交联网络结构,制备全物理交联Al^(3+)-CMC/MMT-PAM双网络防灭火凝胶。测试了凝胶的胶凝时间、热稳定性、强度、渗透性能以及微观形貌,采用程序升温、热分析(TG-DSC)、红外光谱(FTIR)、比表面积分析等对凝胶的防灭火性能进行研究。结果表明:Al^(3+)-CMC/MMT-PAM双网络凝胶具有良好的热稳定性,MMT的质量分数为3%时,凝胶强度最佳,25号凝胶渗透率最小,为28.14%;经凝胶处理的煤样,其—OH和—CO含量始终低于原煤,C—H含量高于原煤,失重率整体降低,总放热值明显下降,比表面积减小。灭火试验表明,双网络凝胶对煤的自燃有一定抑制作用,加入双网络凝胶后,煤体温度迅速下降且不易复燃。

漆酶诱导大豆分离蛋白-甜菜果胶双网络凝胶的构建

大豆分离蛋白是食品工业中常用的凝胶材料,但其对环境较为敏感,所成凝胶具有机械性能单一,成形性较差等缺点,而多糖对蛋白质的修饰可以改善蛋白质的凝胶性质。本研究通过向大豆分离蛋白中添加适量甜菜果胶,调节大豆分离蛋白和甜菜果胶浓度来构建双网络凝胶,以达到改善蛋白质单一网络凝胶的机械和质构特性的目的。实验中通过酶促和加热两步处理,得到大豆分离蛋白-甜菜果胶双网络凝胶。随着大豆分离蛋白浓度的提高,双网络凝胶的弹性也随之提高。而甜菜果胶浓度越高,双网络凝胶的硬度和咀嚼性越大。当大豆分离蛋白浓度为11%,甜菜果胶浓度为1.5%,加酶量为100 nkat/g底物时,所获的凝胶具有最高的持水率(95.28%)。当大豆分离蛋白浓度为8%,甜菜果胶浓度为2.5%,加酶量为100 nkat/g底物时,双网络凝胶的硬度和咀嚼性分别为4.25/g和4.06/J。大豆分离蛋白-甜菜果胶双网络凝胶的构建,改善了凝胶的机械性能及持水能力,形成了更加有序的三维网状结构。

水凝胶包埋酶(单凝胶和双网络凝胶)及磁性粒子固定化酶的制备及评价(英文)

酶固定化过程中,固定化酶的方法及其载体的选择是酶固定化过程的关键因素,适宜的固定化法和良好的载体微环境对酶活保持率提高和稳定性增强尤其重要。在本研究中,利用96孔微分析板评价了用于高通量筛选的水凝胶包埋酶(单凝胶和双网络凝胶)及磁性粒子固定化酶的制备方法及其对酶活性(保存时间,精度和重现性)的影响。胰蛋白酶(trypsin)成功地包埋在单凝胶和双网络凝胶中并且固定在磁性粒子上,然而,包埋在单凝胶和双网络凝胶,或固定在磁性粒子上的胃蛋白酶无法与底物反应。在对酶的适应性方面,与双网络凝胶比较,单凝胶和磁性粒子固定化法更加优越,适用于多种酶(如:胰蛋白酶,葡糖苷酸酶,CYP1A1)的固定。然而,我们也发现浸置后,以单凝胶包埋的固定酶有较多的损失。双网络凝胶包埋法只限于包埋胰蛋白酶,无法用于包埋其它酶,例如葡糖苷酸酶、CYP1A1和胃蛋白酶,因为双网络凝胶包埋法会由于丙烯酰胺和过硫酸胺的存在而使酶失去活性。在三种酶固定方法中,磁性粒子固定酶的方法能够最好地保留酶活性。另外,磁性粒子固定酶的稳定性比其他两种方法好,存放一周后胰蛋白酶和葡糖苷酸酶的活性没有任何下降。其次,磁性粒子固定法的重复利用重现性也良好。此外,尽管双网络凝胶法包埋酶的种类有限,但是我们认为通过改变丙烯酰胺等载体的选择和设计,改进载体微环境,可以使包埋酶的效率得到提高。